JPH11201256A - Actuator - Google Patents

Actuator

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Publication number
JPH11201256A
JPH11201256A JP10003492A JP349298A JPH11201256A JP H11201256 A JPH11201256 A JP H11201256A JP 10003492 A JP10003492 A JP 10003492A JP 349298 A JP349298 A JP 349298A JP H11201256 A JPH11201256 A JP H11201256A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
nut member
actuator
screw
screw shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP10003492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigekazu Nagai
茂和 永井
Hiroyuki Shiomi
裕幸 塩見
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SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11201256A publication Critical patent/JPH11201256A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0497Screw mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent generation of a moving defective of a ball by disposing a freely movable ball along a ball rolling surface of a screw shaft on a nut member onto which the revolved and driven screw shaft is screwed and holding this ball so that the ball may not move and may rotate for the nut member. SOLUTION: An actuator to be used as a carrier device of a work has a ball screw 34 to be rotated by a motor and a nut member 36 onto which this ball screw 34 is screwed and which moves in the direction of the arrow A for the ball screw 34. In this nut member 36, a freely slidable ball 40 is disposed along a ball rolling surface 38 of the ball screw 34 and this ball 40 is held by a holding means 42 so that the ball may not move and may rotate for the nut member 36. The holding means 42 is provided with an oil supply means 56 for performing fluid lubrication and elastic fluid lubrication between each recessed part 54 and the ball 40. On an inner peripheral surface 52 of the nut member 36, a ring-shaped groove part 68 is formed and a scraper 70 is fixed to this groove part 68.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動されるね
じ軸とこのねじ軸が螺合して相対的に移動するナット部
材とを備えたアクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator having a screw shaft which is driven to rotate and a nut member which is screwed and relatively moved.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、ボールねじを備えたアクチュ
エータが、ワークの位置決め装置や搬送装置等として種
々の用途に広く採用されている。
2. Description of the Related Art In general, an actuator having a ball screw is widely used for various purposes as a work positioning device, a transfer device and the like.

【0003】例えば、図5に示すように、従来のアクチ
ュエータ2は、駆動源としてモータ4を備えており、こ
のモータ4の駆動軸にボールねじ(ねじ軸)6が連結さ
れている。ボールねじ6は、ボディ8の長手方向に延在
し、その両端部が支持ブロック10a、10bを介して
前記ボディ8に回転自在に支持されている。ボールねじ
6は、移動台12に組み込まれているナット部材14に
螺合している。
For example, as shown in FIG. 5, a conventional actuator 2 includes a motor 4 as a drive source, and a ball screw (screw shaft) 6 is connected to a drive shaft of the motor 4. The ball screw 6 extends in the longitudinal direction of the body 8, and both ends thereof are rotatably supported by the body 8 via support blocks 10a and 10b. The ball screw 6 is screwed into a nut member 14 incorporated in the moving table 12.

【0004】図6に示すように、ボールねじ6にボール
転動面16が設けられる一方、ナット部材14には、こ
のボール転動面16に対応するねじ溝18が形成されて
いる。ねじ溝18は、リターン通路20を介してエンド
レス状に構成されており、このねじ溝18とボール転動
面16の間および前記リターン通路20に複数のボール
22が配設されている。
As shown in FIG. 6, a ball rolling surface 16 is provided on the ball screw 6, while a thread groove 18 corresponding to the ball rolling surface 16 is formed on the nut member 14. The screw groove 18 is formed endless via a return passage 20, and a plurality of balls 22 are arranged between the screw groove 18 and the ball rolling surface 16 and in the return passage 20.

【0005】上記のアクチュエータ2では、モータ4の
作用下にボールねじ6が回転駆動されると、このボール
ねじ6のボール転動面16とナット部材14のねじ溝1
8に一体的に配設されている複数のボール22を介し
て、前記ナット部材14が前記ボールねじ6の軸方向に
移動する。その際、ボール22は、ボール転動面16お
よびねじ溝18を転動し、このねじ溝18の上流側から
下流側に移動した後、リターン通路20を介して、再
度、該ねじ溝18の上流側に戻される。
In the actuator 2 described above, when the ball screw 6 is rotated under the action of the motor 4, the ball rolling surface 16 of the ball screw 6 and the thread groove 1 of the nut member 14 are formed.
The nut member 14 moves in the axial direction of the ball screw 6 via a plurality of balls 22 provided integrally with the ball screw 6. At this time, the ball 22 rolls on the ball rolling surface 16 and the thread groove 18, moves from the upstream side to the downstream side of the thread groove 18, and then returns to the thread groove 18 via the return passage 20. It is returned to the upstream side.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ナット部材
14をボールねじ6の軸方向に高精度かつ円滑に移動さ
せるためには、ボール転動面16とねじ溝18との間か
らリターン通路20に送り出されるボール22を、再
度、前記ボール転動面16と前記ねじ溝18との間に円
滑に送り込む必要がある。このため、特にナット部材1
4の加工精度を高く維持しなければならず、このナット
部材14の製造コストが相当に高騰するという問題が指
摘されている。しかも、リターン通路20の出入り口付
近でボール22の詰まりが発生し易く、ナット部材14
を、常時、円滑かつ高精度に移動させることが困難であ
るという問題がある。
By the way, in order to move the nut member 14 accurately and smoothly in the axial direction of the ball screw 6, the return passage 20 is provided from between the ball rolling surface 16 and the thread groove 18. It is necessary to smoothly send the ball 22 to be sent out again between the ball rolling surface 16 and the thread groove 18. For this reason, especially the nut member 1
It has been pointed out that the processing accuracy of No. 4 must be kept high, and the manufacturing cost of the nut member 14 rises considerably. Further, clogging of the ball 22 is likely to occur near the entrance of the return passage 20, and the nut member 14
There is a problem in that it is difficult to always move the object smoothly and with high precision.

【0007】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、簡単な構成で、ナット部材を、常時、高精度かつ
円滑に移動させることが可能なアクチュエータを提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an actuator capable of constantly and accurately moving a nut member smoothly with a simple structure.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係るアクチュエータでは、駆動源の作用
下にねじ軸が回転駆動されると、このねじ軸にボールを
介して螺合するナット部材が前記ねじ軸の軸方向に沿っ
て移動する。その際、ボールは、ナット部材に対して移
動不能でかつ回動可能に保持されており、前記ボールが
前記ナット部材内を循環することがない。
In order to solve the above-mentioned problems, in the actuator according to the present invention, when a screw shaft is driven to rotate under the action of a drive source, the screw shaft is screwed to the screw shaft via a ball. The nut member to be moved moves along the axial direction of the screw shaft. At this time, the ball is held immovable and rotatable with respect to the nut member, and the ball does not circulate in the nut member.

【0009】従って、ナット部材にボールリターン用通
路を設ける必要がなく、このナット部材を簡単かつ効率
的に製造することができる。しかも、ボールがナット部
材に対して移動不能に保持されるため、このナット部材
内で前記ボールの詰まり等が発生することがない。これ
により、ナット部材をねじ軸の軸方向に対して、常時、
円滑かつ確実に移動させることが可能になる。
Therefore, there is no need to provide a ball return passage in the nut member, and this nut member can be manufactured simply and efficiently. Moreover, since the ball is held immovably with respect to the nut member, the ball does not clog in the nut member. With this, the nut member is always moved in the axial direction of the screw shaft.
It is possible to move smoothly and reliably.

【0010】また、保持手段が、ナット部材の内周面に
形成されてボールを移動不能な状態で収容する球面状凹
部と、この球面状凹部と前記ボールとの間で流体潤滑乃
至弾性潤滑を行うための油供給手段とを備えている。こ
のため、球面状凹部とボールの摩擦面が油膜により確実
に分離され、摩耗の発生を確実に阻止することができる
とともに、ナット部材の移動が一層円滑に遂行される。
[0010] The holding means is formed on the inner peripheral surface of the nut member and accommodates the ball in a non-movable state, and performs fluid lubrication or elastic lubrication between the spherical recess and the ball. Oil supply means for performing the operation. For this reason, the spherical concave portion and the friction surface of the ball are reliably separated by the oil film, so that the occurrence of wear can be reliably prevented, and the movement of the nut member can be more smoothly performed.

【0011】さらにまた、ナット部材の内周面には、ボ
ールに摺接する弾性爪部材が設けられている。従って、
ねじ軸側からボールに塵埃等が付着しても、この塵埃が
弾性爪部材を介して有効に除去され、前記ボールと球面
状凹部の間に該塵埃が侵入することがない。これによ
り、ナット部材の円滑な移動が確保される。
Further, an elastic claw member which is in sliding contact with the ball is provided on the inner peripheral surface of the nut member. Therefore,
Even if dust or the like adheres to the ball from the screw shaft side, the dust is effectively removed via the elastic claw member, and the dust does not enter between the ball and the spherical concave portion. Thereby, smooth movement of the nut member is ensured.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
アクチュエータ30の概略斜視説明図であり、図2は、
前記アクチュエータ30の要部縦断面説明図であり、図
3は、前記アクチュエータ30の要部をボール配置位置
に沿って切断した説明図である。
FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of an actuator 30 according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of a main part longitudinal section of the actuator 30, and FIG. 3 is an explanatory view of a main part of the actuator 30 cut along a ball arrangement position.

【0013】アクチュエータ30は、モータ(駆動源)
32に連結されて動力を伝導するボールねじ(ねじ軸)
34と、このボールねじ34が螺合し、前記ボールねじ
34に対して矢印A方向に移動するナット部材36と、
前記ナット部材36に配設され、前記ボールねじ34の
ボール転動面38に沿って転動または摺動自在なボール
40と、前記ボール40を前記ナット部材36に対して
移動不能でかつ回動可能に保持する保持手段42とを備
える。
The actuator 30 is a motor (drive source)
Ball screw (screw shaft) that is connected to 32 and transmits power
34, a nut member 36 with which the ball screw 34 is screwed and which moves in the direction of arrow A with respect to the ball screw 34;
A ball 40 disposed on the nut member 36 and capable of rolling or sliding along a ball rolling surface 38 of the ball screw 34; and the ball 40 being immovable and rotating with respect to the nut member 36. And holding means 42 for holding as possible.

【0014】ボールねじ34の両端は、支持台44a、
44bに設けられた支持ベアリング46a、46bに回
転自在に支持されるとともに、前記支持台44a、44
bが本体部48に対して固定される。ナット部材36
は、移動台を構成しており、このナット部材36上に図
示しないテーブルが離脱自在に固着される。
Both ends of the ball screw 34 are supported on a support 44a,
The support bases 44a, 44b are rotatably supported by support bearings 46a, 46b provided on the support bases 44a, 44b.
b is fixed to the main body 48. Nut member 36
Constitutes a movable table, and a table (not shown) is detachably fixed on the nut member 36.

【0015】図2および図3に示すように、ナット部材
36の中央には、ボールねじ34を挿通するための貫通
孔50が形成され、この貫通孔50を構成する内周面5
2には、保持手段42を構成する球面状凹部54が形成
される。凹部54は、ナット部材36の内周面52にボ
ールねじ34のボール転動面38のピッチに対応し、か
つ所定角度間隔ずつ離間して複数設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a through hole 50 for inserting the ball screw 34 is formed at the center of the nut member 36, and the inner peripheral surface 5 of the through hole 50 is formed.
2, a spherical concave portion 54 constituting the holding means 42 is formed. The plurality of concave portions 54 are provided on the inner peripheral surface 52 of the nut member 36 at a predetermined angular interval corresponding to the pitch of the ball rolling surface 38 of the ball screw 34.

【0016】保持手段42は、各凹部54とボール40
との間で流体潤滑乃至弾性流体潤滑を行うための油供給
手段56を備える。油供給手段56は、ナット部材36
に固定される油供給口58を有し、この油供給口58に
装着される管体60が図示しない油供給源に連通してい
る。油供給口58の下流側には、多孔質ポリマーで構成
される給油部材62が設けられるとともに、この給油部
材62に油通路64が連通する。油通路64は、所定の
位置で分岐して各凹部54に連通する複数の孔部66を
有する。
The holding means 42 is provided with each recess 54 and the ball 40
And oil supply means 56 for performing fluid lubrication or elastohydrodynamic lubrication between them. The oil supply means 56 includes the nut member 36
The oil supply port 58 is fixed to the oil supply port 58. A pipe 60 attached to the oil supply port 58 communicates with an oil supply source (not shown). An oil supply member 62 made of a porous polymer is provided downstream of the oil supply port 58, and an oil passage 64 communicates with the oil supply member 62. The oil passage 64 has a plurality of holes 66 that branch off at predetermined positions and communicate with the recesses 54.

【0017】図4に示すように、ナット部材36の内周
面52には、各凹部54を周回してリング状溝部68が
形成され、この溝部68にスクレーパ(弾性爪部材)7
0が圧入または接着等により固定される。スクレーパ7
0は、例えば、超高分子量ポリエチレン、エラストマ
ー、またはPTFE等の樹脂で構成されており、その先
端側がボール40の外周面に、常時、摺接している。
As shown in FIG. 4, a ring-shaped groove 68 is formed on the inner peripheral surface 52 of the nut member 36 around each recess 54, and a scraper (elastic claw member) 7 is formed in the groove 68.
0 is fixed by press-fitting or bonding. Scraper 7
Numeral 0 is made of, for example, a resin such as ultrahigh molecular weight polyethylene, elastomer, or PTFE, and the tip side thereof is always in sliding contact with the outer peripheral surface of the ball 40.

【0018】このように構成されるアクチュエータ30
の動作について、以下に説明する。
The actuator 30 constructed as described above
Will be described below.

【0019】先ず、モータ32の駆動作用下に、ボール
ねじ34が回転駆動されると、このボールねじ34のボ
ール転動面38とナット部材36の各凹部54に一体的
に配置されている複数のボール40を介し、前記ナット
部材36が矢印A方向に移動する。
First, when the ball screw 34 is driven to rotate by the driving action of the motor 32, the plurality of ball rolling surfaces 38 of the ball screw 34 and the recesses 54 of the nut member 36 are integrally arranged. The nut member 36 moves in the direction of the arrow A via the ball 40.

【0020】その際、本実施形態では、ボール40が、
ボールねじ34のボール転動面38に沿って転動(また
は摺動)する一方、ナット部材36の凹部54内で回動
による摺動のみを行っている。このため、ボール40が
ナット部材36の内周面52に沿って転動し、一旦、こ
の内周面52からリターン通路を介して戻される従来の
構造に比べ、前記ボール40の詰まりやリターン不良等
が惹起されることがない。これにより、ナット部材36
は、ボールねじ34の軸方向(矢印A方向)に沿って、
常時、円滑かつ高精度に移動することが可能になるとい
う効果が得られる。
At this time, in this embodiment, the ball 40 is
While rolling (or sliding) along the ball rolling surface 38 of the ball screw 34, only sliding by rotation is performed in the concave portion 54 of the nut member 36. For this reason, the ball 40 rolls along the inner peripheral surface 52 of the nut member 36 and is once clogged or has a poor return as compared with the conventional structure which is returned from the inner peripheral surface 52 via the return passage. Etc. are not caused. Thereby, the nut member 36
Is along the axial direction (arrow A direction) of the ball screw 34,
There is an effect that it is possible to always move smoothly and with high precision.

【0021】また、本実施形態では、ナット部材36に
油供給手段56が設けられており、図示しない油供給源
から管体60を介して給油部材62に油72が充填され
ている。図4に示すように、油72は、油通路64から
各孔部66を介して凹部54とボール40との間に供給
されており、所定の厚さを有する油膜74が形成されて
いる。従って、ボール40と凹部54との間に流体潤滑
乃至弾性流体潤滑が行われ、損耗の発生を確実に阻止す
るとともに、ナット部材36の矢印A方向への移動が一
層円滑化されるという利点がある。
In this embodiment, the nut member 36 is provided with oil supply means 56, and the oil supply member 62 is filled with oil 72 from a not-shown oil supply source via a pipe 60. As shown in FIG. 4, the oil 72 is supplied from the oil passage 64 to the space between the concave portion 54 and the ball 40 via each hole 66, and an oil film 74 having a predetermined thickness is formed. Therefore, fluid lubrication or elastic fluid lubrication is performed between the ball 40 and the concave portion 54, so that the wear is reliably prevented, and the movement of the nut member 36 in the direction of the arrow A is further smoothed. is there.

【0022】さらにまた、ナット部材36の内周面52
には、各凹部54を囲繞して樹脂製スクレーパ70が設
けられており、このスクレーパ70の先端部がボール4
0の外周面に、常時、摺接している。このため、ボール
40がボールねじ34のボール転動面38に沿って転動
する際にこのボール転動面38側から前記ボール40の
外周面に塵埃等が付着しても、スクレーパ70の作用下
に前記塵埃が凹部54側に侵入することを確実に阻止す
ることができる。これにより、凹部54とボール40の
間に塵埃等が侵入してこの凹部54の内壁面が損傷した
り、ナット部材36の矢印A方向への円滑な移動が阻止
されたりすることを確実に回避することが可能になる。
Furthermore, the inner peripheral surface 52 of the nut member 36
Is provided with a resin scraper 70 surrounding each recess 54, and the tip of the scraper 70 is
0 is always in sliding contact with the outer peripheral surface. Therefore, even if dust or the like adheres to the outer peripheral surface of the ball 40 from the ball rolling surface 38 side when the ball 40 rolls along the ball rolling surface 38 of the ball screw 34, the action of the scraper 70 It is possible to reliably prevent the dust from entering the recess 54 below. This reliably prevents dust or the like from entering between the concave portion 54 and the ball 40 to damage the inner wall surface of the concave portion 54 and prevent the nut member 36 from being smoothly moved in the direction of arrow A. It becomes possible to do.

【0023】なお、本実施形態では、ボール40がボー
ルねじ34のボール転動面38に沿って転動する場合に
ついて説明したが、このボール40が前記ボール転動面
38上を摺動する際にも同様の効果が得られることにな
る。
In this embodiment, the case where the ball 40 rolls along the ball rolling surface 38 of the ball screw 34 has been described. However, when the ball 40 slides on the ball rolling surface 38, Will have the same effect.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように、本発明に係るアクチュエ
ータでは、駆動源の作用下に回転駆動されるねじ軸が螺
合するナット部材には、前記ねじ軸のボール転動面に沿
って移動自在なボールが配設されるとともに、このボー
ルが保持手段の作用下に前記ナット部材に対して移動不
能でかつ回動可能に保持されている。このため、ボール
はナット部材内を転動することがなく、このボールが前
記ナット部材に対して所定の位置に保持されるため、前
記ボールの移動不良や詰まり等の発生を確実に阻止する
ことができる。これにより、ナット部材は、ねじ軸の軸
方向に、常時、円滑かつ高精度に移動することができ
る。
As described above, in the actuator according to the present invention, the nut member on which the screw shaft rotationally driven under the action of the drive source is screwed moves along the ball rolling surface of the screw shaft. A free ball is provided, and the ball is immovably and rotatably held by the nut member under the action of the holding means. For this reason, the ball does not roll in the nut member, and the ball is held at a predetermined position with respect to the nut member. Can be. Thereby, the nut member can always move smoothly and accurately in the axial direction of the screw shaft.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係るアクチュエータの概略
斜視説明図である。
FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of an actuator according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記アクチュエータの要部縦断面説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory longitudinal sectional view of a main part of the actuator.

【図3】前記アクチュエータの要部をボール配置位置に
沿って切断した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view in which a main part of the actuator is cut along a ball arrangement position.

【図4】前記アクチュエータを構成する保持手段の一部
拡大説明図である。
FIG. 4 is a partially enlarged explanatory view of a holding means constituting the actuator.

【図5】従来技術に係るアクチュエータの斜視説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory perspective view of an actuator according to the related art.

【図6】前記従来技術に係るアクチュエータの要部縦断
面説明図である。
FIG. 6 is an explanatory longitudinal sectional view of a main part of an actuator according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30…アクチュエータ 32…モータ 34…ボールねじ 36…ナット部材 38…ボール転動面 40…ボール 42…保持手段 54…凹部 56…油供給手段 64…油通路 70…スクレーパ DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Actuator 32 ... Motor 34 ... Ball screw 36 ... Nut member 38 ... Ball rolling surface 40 ... Ball 42 ... Holding means 54 ... Depression 56 ... Oil supply means 64 ... Oil passage 70 ... Scraper

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動源に連結されて回転駆動されるねじ軸
と、 前記ねじ軸が螺合し、該ねじ軸に対して相対的に移動す
るナット部材と、 前記ナット部材に配設され、前記ねじ軸のボール転動面
に沿って移動自在なボールと、 前記ボールを前記ナット部材に対して移動不能でかつ回
動可能に保持する保持手段と、 を備えることを特徴とするアクチュエータ。
A screw shaft connected to a drive source and driven to rotate; a nut member with which the screw shaft is screwed and relatively moved with respect to the screw shaft; An actuator comprising: a ball movable along a ball rolling surface of the screw shaft; and holding means for holding the ball immovably and rotatably with respect to the nut member.
【請求項2】請求項1記載のアクチュエータにおいて、
前記保持手段は、前記ナット部材の内周面に形成され、
前記ボールを移動不能な状態で収容する球面状凹部と、 前記球面状凹部と前記ボールとの間で流体潤滑乃至弾性
流体潤滑を行うための油供給手段と、 を備えることを特徴とするアクチュエータ。
2. The actuator according to claim 1, wherein
The holding means is formed on an inner peripheral surface of the nut member,
An actuator, comprising: a spherical concave portion that accommodates the ball in a non-movable state; and oil supply means for performing fluid lubrication or elastic fluid lubrication between the spherical concave portion and the ball.
【請求項3】請求項2記載のアクチュエータにおいて、
前記ナット部材の内周面には、前記球面状凹部に配設さ
れた前記ボールに摺接する弾性爪部材が設けられること
を特徴とするアクチュエータ。
3. The actuator according to claim 2, wherein
An actuator, wherein an inner surface of the nut member is provided with an elastic claw member that slides on the ball disposed in the spherical concave portion.
JP10003492A 1998-01-09 1998-01-09 Actuator Pending JPH11201256A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10003492A JPH11201256A (en) 1998-01-09 1998-01-09 Actuator

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